JP4252637B2 - 不輝発性メモリ装置の製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路装置の製造に係り、特にNOR形不揮発性メモリ装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
不揮発性記憶素子として広く使用されるEPROM(Erasable and Programmable Read Only Memory)におけるプログラム動作はドレイン側にチャンネルホットエレクトロン(Channel Hot Electron:以下“CHE”と称する)を形成し、これをフローティングゲートに注入する電気的方法によりなされ、消去動作はメモリセルを紫外線に露出させてフローティングゲートに捕獲された電子を放出する光学的方法によりなされる。
【0003】
図9は、前述のように、ドレイン附近に形成されたCHEをドレイン側のチャンネルからフローティングゲートに注入させることによりプログラム動作を行なう従来の不揮発性メモリセルの断面図である。
図9を参照すれば、通常の不揮発性メモリセルは半導体基板100上にゲート酸化膜102が形成され、その上にフローティングゲート104が形成されている。フローティングゲート104上には層間絶縁膜106、例えばONO(Oxide/Nitride/Oxide )膜、を介してコントロールゲート108が形成されている。
【0004】
即ち、フローティングゲート104がソース領域112及びドレイン領域114との間のチャンネル領域とコントロールゲート108との間に形成されている。
【0005】
フローティングゲート104は電気的に浮遊(float )されており、その周囲はシリコン酸化膜(図示せず)により絶縁されている。従って、フローティングゲート104に電荷が注入されると、その電荷はフローティングゲート104に半永久的に残ることになる。
【0006】
図10は図9に示したメモリセルを配列させて作製したNOR形不揮発性メモリ装置の一例を部分的に示した回路図である。
図9及び図10に基づき通常の不揮発性メモリ装置の動作を説明すれば次のようである。符号Aで示した円内の選択されたセルを読出すための動作はフローティングゲート104に貯蔵された電荷の有無を感知することにより行われる。ドレイン領域114に任意の電圧Vd、例えば1.0Vの電圧を印加し、同時にコントロールゲート108にはVcg、例えば1.5〜5.0Vの電圧を印加した時、ドレイン領域114からソース領域112に流れるドレイン電流の有無はフローティングゲート104に貯蔵された電荷の量に依存する。このドレイン電流の有無からセルの状態、即ちトランジスタのオン(on)またはオフ(off)が判別される。この際、コントロールゲート108に印加される電圧Vcgとして電源電圧(power voltage )Vccが使われる。ところが、使用者は広範のVccにおける動作を要求するので、消去されたセルのスレショルド電圧(threshold voltage )Vthは十分に低くなければならない。即ち、消去されたセルの情報が正しく読出されるためには消去されたセルのスレショルド電圧がコントロールゲートに加えられる電源電圧Vccより十分に低くなければならない。
【0007】
符号Aで示した円内の選択セルをプログラムするための動作はCHE注入を用いる。選択されたビットラインB/L−1にドレイン電圧Vd=6Vを印加し、選択されたワードラインW/L−1にコントロールゲート電圧Vcg=10〜14Vを印加し、非選択されたワードラインW/L−2、W/L−3、W/L−4を全て接地させると、チャンネルに流れる電子の一部がドレイン電圧Vd による横側電界により加速され、加速された電子がセルのゲート酸化膜102を通過(tunneling )し得るエネルギを有することになると、コントロールゲート電圧による垂直方向の電界によりフローティングゲート104に注入される。
【0008】
図11は前述のような不揮発性メモリセルアレイの各動作条件を例示したものである。
ここで、プログラム動作時に電子がフローティングゲートに捕獲される量はフローティングゲートの電位で決定される。フローティングゲートに電子が捕獲されるとコントロールゲートで制御されるトランジスタのスレショルド電圧(Vth)が上昇し、このスレショルド電圧の変化(ΔVth)に応じて情報“1”または“1”が決定される。
【0009】
図12は上記のように動作する不揮発性メモリセルにおけるプログラム後及び消去後のスレショルド電圧の変化(ΔVth)を示したグラフである。
一般に、低印加電圧及び短い書込時間でスレショルド電圧が大きくシフト(shift )することが望ましい。
しかし、前述したようにCHEをフローティングゲートに注入させることによりプログラム動作を行なうNOR形不揮発性メモリ装置はプログラム動作時に問題がある。次いで、これについて詳しく説明する。
【0010】
図13は図9に示す不揮発性メモリセルの等価回路図(equivalent circuit)である。
図10に示すように、NOR形不揮発性メモリ装置でプログラム動作が行われる時、図11に例示するように、選択セルAとビットラインとを共有する非選択されたセルBはドレインには6V、コントロールゲートには0Vの電圧が印加された状態である。
【0011】
一方、非選択セルBは通常的に知られる容量性カップリング(capacitive coupling )原理によりフローティングゲートがドレイン領域にカップリングされてフローティングゲートの電位がドレイン領域の電位に影響を受ける。この時のフローティングゲート電圧は次のように導出される。
まず、図13から次のような数式1が導き出される。
【0012】
数式1
Vfg=γcg・Vcg++γd ・Vd+γs ・Vs+γb ・Vb
式中、Vfgはフローティングゲート電圧、Vcgはコントロールゲート電圧、Vd はドレイン電圧、Vs はソース電圧、Vb はバルク電圧である。γcg、γd 、γs 及びγb は各々カップリング比(coupling ratio)を示し、次のように表現出来る。
【0013】
γcg=Cono/Ctotal
γd=Cd/Ctotal
γs=Cs/Ctotal
γb=Cb/Ctotal
ここで、Ctotal =Cono +Cd +Cb +Cs に限定され、Cono は層間絶縁膜のキャパシタンス、Cd はフローティングゲートとドレイン接合とのオーバーラップキャパシタンス、Cs はフローティングゲートとソース接合とのオーバーラップキャパシタンス、Cb はゲート酸化膜のキャパシタンスである。
【0014】
プログラム動作時、非選択されたセルのコントロールゲート電圧(Vcg)、バルク電圧(Vb )及びソース電圧(Vs )は全て0Vなので、フローティングゲート電圧Vfgは次の数式2の通りである。
【0015】
数式2
Vfg=γd ・Vd
前述したように容量性カップリングにより非選択されたセルではそのセルのフローティングゲートに誘起された電圧によりチャンネル領域に弱反転層(weak inversion layer)が形成され、フローティングゲート電圧が増加してそのセルでのスレショルド電圧Vthを超過すると、チャンネルが完全に形成されてチャンネルを通した漏れ電流が急激に増加することになる。
【0016】
図14は従来のNOR形不揮発性メモリ装置の非選択セルにおけるドレイン電圧による漏れ電流現像を示したグラフである。
【0017】
上記のように発生される漏れ電流は消去されたセルのVthが低いほどさらに深刻な問題を引起こすのは明白なことであり、広範の動作電圧Vccを要求する素子であるほどこのような漏れ電流はさらに問題となっている。このように、非選択セルでドレイン電圧により発生される漏れ電流は1つのビットラインを共有する全ての非選択セルで発生する。従って、プログラムの動作時、ビットラインに印加される電圧が減少して選択セルのプログラム速度を低下させるという問題が発生する。
従って、非選択セルにおける漏れ電流を抑制するためには数式2に示したように、得られるVfgをできるだけ小さくすることにより非選択セルのチャンネル領域で反転層が形成されることを抑制する必要がある。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題はフローティングゲートとドレイン領域とのオーバーラップキャパシタンス(Cd )を減少させることにより、ドレインカップリング比(γd )が増加することを防止してセル特性が低下することを防止し得る不揮発性メモリ装置を提供することである。
また、本発明の他の課題は不揮発性メモリ装置の製造方法を提供することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を達成するために本発明は、セルアレイ領域と周辺回路領域とを含む第1導電形の半導体基板上に活性領域と非活性領域とを限定する。次いで、活性領域上に絶縁膜を形成する。次いで、セルアレイ領域の絶縁膜上に第1導電層及び層間絶縁膜を順次に形成する。次いで、セルアレイ領域の層間絶縁膜及び周辺回路領域の絶縁膜上に第2導電層を形成する。次いで、セルアレイ領域で第2導電層、層間絶縁膜、第1導電層及び絶縁膜をパタニングして下部からゲート酸化膜、フローティングゲート、層間絶縁膜パターン及びコントロールゲートが順次に積層されているゲートパターンを形成すると同時にこのゲートパターンの両側の活性領域を露出させる。次いで、セルアレイ領域の露出された活性領域にソース/ドレイン領域の形成のための第2導電形の不純物イオンを注入してイオン注入層を形成する。次いで、周辺回路領域で第2導電層及び絶縁膜をパタニングして周辺回路用のゲート及びゲート絶縁膜を形成する。次いで、イオン注入層が形成された結果物を熱酸化させてセルアレイ領域では活性領域にソース/ドレインを形成すると同時にセルアレイ領域のソース/ドレイン領域の表面にゲート酸化膜より厚い第1酸化膜を形成してソース/ドレイン領域とフローティングゲートとの間でゲート酸化膜の両側にゲート酸化膜より厚いバーズビーク領域を形成して周辺回路領域では第1酸化膜より薄い第2酸化膜を形成する形成する。次いで、第1酸化膜が露出された状態に結果物上に第2導電形の低濃度不純物イオンを注入してセルアレイ領域では第1酸化膜により低濃度不純物の注入が遮断された状態で周辺回路領域にだけLDDイオン注入層を形成する。次いで、ゲートパターン及び周辺回路用のゲートの側壁にスペーサを形成する。最後に、結果物上に第2導電形の高濃度不純物イオンを注入して周辺回路領域にLDD構造のソース/ドレイン領域を形成する。
【0022】
DDイオン注入層を形成する段階において第2導電形の低濃度不純物イオンは不純物イオンがLDDイオン注入遮断用酸化膜を通過しない程度のエネルギで注入される。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明を詳しく説明する。
図1(a)及び図1(b)は各々本発明による不揮発性メモリ装置のセル及び周辺回路領域の断面図である。
【0024】
図1(a)及び図1(b)を参照すれば、本発明による不揮発性メモリ装置のセルアレイ領域は、第1導電形、例えばP形の半導体基板400と、この半導体基板400の主表面にチャンネル領域を介して相互離隔されている第2導電形、例えばN形のソース/ドレイン領域412と、チャンネル領域の上部の半導体基板400の表面に形成されたゲート酸化膜402と、このゲート酸化膜402上に形成されたフローティングゲート404と、このフローティングゲート404の上部にフローティングゲート404と離隔されて形成されたコントロールゲート408と、ソース/ドレイン領域412とフローティングゲート404との間に形成されてゲート酸化膜402より厚い、望ましくは約100〜1000オングストロームの厚さを有するバーズビーク領域414とを含む。フローティングゲート404とコントロールゲート408との間には層間絶縁膜406が介在している。望ましくは、層間絶縁膜406はONO膜で形成されている。
【0025】
また、フローティングゲート404の縁部はソース/ドレイン領域412とオーバーラップされており、バーズビーク領域414はオーバーラップされた領域内に形成されている。
また、本発明による不揮発性メモリ装置の周辺回路領域は第1導電形、例えばP形の半導体基板400と、この半導体基板400の主表面にチャンネル領域を介して相互離隔されており、第2導電形の不純物でドーピングされたLDD構造のソース/ドレイン領域424と、チャンネル領域の上部でゲート酸化膜422を介在して形成された周辺回路用ゲート428を含むトランジスタとで構成される。
【0026】
このように構成された本発明による不揮発性メモリ装置ではセルアレイ領域でソース/ドレイン領域とフローティングゲートとがオーバーラップされる領域にゲート酸化膜より厚いバーズビーク領域が形成されているため、γd に直接影響を与えるドレイン領域のオーバーラップキャパシタンスCdを減少させる効果が得られる。
【0027】
図2(a)及び図2(b)乃至図8(a)及び図8(b)は本発明の望ましい実施の形態に応じる不揮発性メモリ装置の製造方法を説明するため工程順序別に示した断面図である。各図面において、(a)はセルアレイ領域の断面図であり、(b)は周辺回路領域の断面図である。
図2(a)及び図2(b)を参照すれば、第1導電形の半導体基板500、例えばP形のシリコン基板に活性領域と非活性領とを限定した後、活性領域の上部に絶縁膜502、例えば熱酸化工程により得られる酸化膜を約90オングストロームの厚さに形成する。
【0028】
次に、図3(a)及び図3(b)を参照すれば、絶縁膜502が形成された結果物上に第1導電層、例えばポリシリコン層及び層間絶縁膜、例えばONO膜を形成した後、これらをパタニングしてセルアレイ領域に第1導電層パターン504及び層間絶縁膜パターン506を形成する。その後、周辺回路領域に絶縁膜503を薄く形成し、セルアレイ領域及び周辺回路領域の上面に全体的に第2導電層508、例えばポリシリコン層を形成する。
【0029】
次に、図4(a)及び図4(b)を参照すれば、結果物のセルアレイ領域及び周辺回路領域にフォトレジスト層を形成した後、セルアレイ領域でフォトレジスト層をパタニングしてコントロールゲートの形成のための第1フォトレジストパターン510を形成する。その後、セルアレイ領域で第1フォトレジストパターン510を蝕刻マスクとして第2導電層508、層間絶縁膜パターン506、第1導電層パターン504及び酸化膜502を自己整合的に蝕刻してコントロールゲート508A、層間絶縁膜パターン506A、フローティングゲート504A及びゲート酸化膜502Aを形成してこれらで構成されたゲートパターン550を形成する。
【0030】
次いで、セルアレイ領域にソース/ドレイン領域を形成するため、第1フォトレジストパターン510をイオン注入マスクとして使用して結果物上に第2導電形、即ちN形の不純物イオン512、例えばAsイオンを注入してセルアレイ領域の半導体基板500内にイオン注入層530を形成する。この際、周辺回路領域では第1フォトレジストパターン510及び第2導電層508がそのまま残っているので、半導体基板500の周辺回路領域にはN形の不純物イオン512は注入されない。
【0031】
本実施の形態ではイオン注入層530の形成のためのイオン注入を第1フォトレジストパターン510を除去しない状態で行なうと説明したが、第1フォトレジストパターン510を除去した後、別のイオン注入マスクを使用せず全面イオン注入(blanket implantation)を実施することも出来る。この際、周辺回路領域には第2導電層508がイオン注入マスクの役割をするので半導体基板500の周辺回路領域にはN形の不純物イオン512は注入されない。
【0032】
次に、図5(a)及び図5(b)を参照すれば、第1フォトレジストパターン510を除去し、結果物のセルアレイ領域及び周辺回路領域にフォトレジスト層を形成した後、このフォトレジスト層をパタニングして周辺回路領域に周辺回路用のゲートを形成するための第2フォトレジストパターン520を形成する。この際、セルアレイ領域は第2フォトレジストパターン520により覆われている。次いで、第2フォトレジストパターン520を蝕刻マスクとして第2導電層508及び酸化膜503を蝕刻することにより、周辺回路領域に周辺回路用のゲート508B及びゲート酸化膜503Aを形成する。
【0033】
次に、図6(a)及び図6(b)を参照すれば、第2フォトレジストパターン520を除去した後、その結果物を熱酸化させることにより、イオン注入層530の不純物が拡散されたソース/ドレイン領域532を形成すると同時にソース/ドレイン領域532の表面にゲート酸化膜502Aより厚いLDDイオン注入遮断用酸化膜514を所定の厚さに形成する。この際、周辺回路領域においても熱酸化工程により半導体基板500の表面に酸化薄膜515が形成される。
【0034】
しかし、半導体基板500のうちセルアレイ領域の表面にはソース/ドレイン領域532から不純物イオンが注入されているので酸化膜515の厚さはLDDイオン注入遮断用酸化膜514の厚さに比べてかなり薄く形成される。望ましくは、LDDイオン注入遮断用酸化膜514を酸化膜515より少なくとも200オングストロームほど厚く形成させる。その結果、ゲートパターン550の周囲が酸化され、フローティングゲート504Aとソース/ドレイン領域532のオーバーラップ領域にはゲート酸化膜502Aより厚いバーズビーク領域518が形成される。このように形成されたバーズビーク領域518はフローティングゲート504Aとソース/ドレイン領域532との間に介在される絶縁膜の厚さを増加させることにより、ドレイン領域のオーバーラップキャパシタンスCdを減少させる効果が得られる。
一方、前述したように熱処理過程を通して“R2”で表示した円部に示したように周辺回路領域の周辺回路用ゲート508Bの縁下部も熱酸化されてラウンド処理される。
【0035】
次に、図7(a)及び図7(b)を参照すれば、セルアレイ領域を覆う特別なイオン注入マスクなしに第2導電形の不純物イオン522、例えばPイオンを全面注入して周辺回路領域の半導体基板500内にLDDイオン注入層540を形成する。この際、不純物イオン522の注入エネルギは不純物イオン522が周辺回路領域の酸化膜515は通過し、LDDイオン注入遮断用酸化膜514は通過しない程度に調節する。
【0036】
次に、図8(a)及び図8(b)を参照すれば、LDDイオン注入層540が形成された半導体基板の全面にCVDによる絶縁層、例えば酸化層を形成した後、これを異方性蝕刻してゲートパターン550及び周辺回路用のゲート508Bの側壁に各々スペーサ562、564を形成する。
次いで、スペーサ562、564、ゲートパターン550及び周辺回路用のゲート508Bをイオン注入マスクとして第2導電形の不純物イオン570、例えば、Asイオンを注入した後、後続熱処理工程を通して周辺回路用のゲート508Bの両側の半導体基板500の表面にLDD構造のソース/ドレイン領域574を形成することにより、セルアレイ領域及び周辺回路領域のトランジスタを完成する。
以降の工程は通常のCMOS形成工程に従う。
【0037】
以上、本発明を具体的な実施の形態に基づき詳しく説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的思想の範囲内で当分野で通常の知識を有する者により多様な変形が可能である。
【0038】
【発明の効果】
前述したように、本発明は、セルアレイ領域でソース/ドレイン領域とフローティングゲートとがオーバーラップされる部分にゲート酸化膜より厚い酸化膜よりなるバーズビーク領域を形成しているので、γd に直接影響を与えるドレイン領域のオーバーラップキャパシタンスCd を減少させる効果が得られる。
【0039】
また、周辺回路用トランジスタの製造時、LDDイオン注入層を形成するためのイオン注入工程時にLDDイオン注入遮断用酸化膜により不純物がセルアレイ領域に注入されることが遮断されるので、従来の技術と同様にセルアレイ領域にLDDイオン注入層を形成するための不純物がイオン注入されることを防止するための別のフォトレジストパターンの形成が不用である。
そして、本発明によれば、工程を単純化し、セルのプログラム特性を向上させことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の望ましい実施の形態による不揮発性メモリ装置のセルアレイ領域の要部及び周辺回路領域の要部を示す断面図である。
【図2】本発明の望ましい実施の形態による不揮発性メモリ装置の製造方法を説明するための断面図である(その1)。
【図3】本発明の望ましい実施の形態による不揮発性メモリ装置の製造方法を説明するための断面図である(その2)。
【図4】本発明の望ましい実施の形態による不揮発性メモリ装置の製造方法を説明するための断面図である(その3)。
【図5】本発明の望ましい実施の形態による不揮発性メモリ装置の製造方法を説明するための断面図である(その4)。
【図6】本発明の望ましい実施の形態による不揮発性メモリ装置の製造方法を説明するための断面図である(その5)。
【図7】本発明の望ましい実施の形態による不揮発性メモリ装置の製造方法を説明するための断面図である(その6)。
【図8】本発明の望ましい実施の形態による不揮発性メモリ装置の製造方法を説明するための断面図である(その7)。
【図9】従来の不揮発性メモリセルの断面図である。
【図10】NOR形不揮発性メモリ装置の一例を部分的に示す回路図である。
【図11】不揮発性メモリセルアレイの各動作条件を例示する図である。
【図12】NOR形不揮発性メモリセルのプログラム後及び消去後のスレショルド電圧の変化を示すグラフである。
【図13】図9の不揮発性メモリセルの等価回路図である。
【図14】従来のNOR形不揮発性メモリ装置の非選択セルにおけるドレイン電圧による漏れ電流の現像を示すグラフである。
【符号の説明】
400 P形の半導体基板
402 ゲート酸化膜
404 フローティングゲート
406 層間絶縁膜
408 コントロールゲート
412 ソース/ドレイン領域
414 バーズビーク領域
422 ゲート酸化膜
424 ソース/ドレイン領域
428 周辺回路用ゲート
500 半導体基板
502、503 絶縁膜
502A ゲート酸化膜
503A ゲート酸化膜
504 第1導電層パターン
504A フローティングゲート
506 層間絶縁膜パターン
506A 層間絶縁膜パターン
508 第2導電層
508A コントロールゲート
508B 周辺回路用のゲート
510 第1フォトレジストパターン
512 N形の不純物イオン
514 LDDイオン注入遮断用酸化膜
515 酸化薄膜
518 バーズビーク領域
520 第2フォトレジストパターン
522 第1導電形の不純物イオン
530 イオン注入層
532 ソース/ドレイン領域
540 LDDイオン注入層
550 ゲートパターン
562、564 スペーサ
570 第2導電形の不純物イオン
574 ソース/ドレイン領域

Claims (10)

  1. セルアレイ領域と周辺回路領域とを含む第1導電形の半導体基板上に活性領域と非活性領域とを限定する工程と、
    前記活性領域上に絶縁膜を形成する工程と、
    前記セルアレイ領域の絶縁膜上に第1導電層及び層間絶縁膜を順次に形成する工程と、
    前記セルアレイ領域の層間絶縁膜及び周辺回路領域の絶縁膜上に第2導電層を形成する工程と、
    前記セルアレイ領域で前記第2導電層、層間絶縁膜、第1導電層及び絶縁膜をパタニングして下部からゲート酸化膜、フローティングゲート、層間絶縁膜パターン及びコントロールゲートが順次に積層されているゲートパターンを形成すると同時に前記ゲートパターンの両側の活性領域を露出させる工程と、
    前記セルアレイ領域の前記露出された活性領域にソース/ドレイン領域の形成のための第2導電形の不純物イオンを注入してイオン注入層を形成する工程と、
    前記周辺回路領域で前記第2導電層及び絶縁膜をパタニングして周辺回路用のゲート及びゲート絶縁膜を形成する工程と、
    前記イオン注入層が形成された結果物を熱酸化させて前記セルアレイ領域では活性領域にソース/ドレインを形成すると同時に前記セルアレイ領域の前記ソース/ドレイン領域の表面に前記ゲート酸化膜より厚い第1酸化膜を形成して前記ソース/ドレイン領域と前記フローティングゲートとの間で前記ゲート酸化膜の両側に前記ゲート酸化膜より厚いバーズビーク領域を形成し、前記周辺回路領域では前記第1酸化膜より薄い第2酸化膜を形成する工程と、
    前記第1酸化膜が露出された状態に結果物上に第2導電形の低濃度不純物イオンを注入して前記セルアレイ領域では前記第1酸化膜により前記低濃度不純物の注入が遮断された状態で周辺回路領域にだけLDDイオン注入層を形成する工程と、
    前記ゲートパターン及び周辺回路用のゲートの側壁にスペーサを形成する工程と、
    前記結果物上に第2導電形の高濃度不純物イオンを注入して前記周辺回路領域にLDD構造のソース/ドレイン領域を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする不揮発性メモリ装置の製造方法。
  2. 前記絶縁膜は、熱酸化膜よりなることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性メモリ装置の製造方法。
  3. 前記第1導電層は、ポリシリコン層よりなることを特徴とする請求項又はのいずれかに記載の不揮発性メモリ装置の製造方法。
  4. 前記層間絶縁膜は、ONO膜よりなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の不揮発性メモリ装置の製造方法。
  5. 前記第2導電層は、ポリシリコン層よりなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の不揮発性メモリ装置の製造方法。
  6. 前記ゲートパターンを形成する工程は、前記第2導電層の形成された結果物上にセルアレイ領域の一部と周辺回路領域を覆うフォトレジストパターンとを形成する工程と、前記フォトレジストパターンを蝕刻マスクとして前記第2導電層、層間絶縁膜、第1導電層及び絶縁膜を自己整合的に蝕刻してゲートパターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の不揮発性メモリ装置の製造方法。
  7. 前記セルアレイ領域のソース/ドレイン領域の形成のための不純物イオンの注入工程は、前記ゲートパターンの形成に使われたフォトレジストパターンが残っている状態で行なうことを特徴とする請求項6に記載の不揮発性メモリ装置の製造方法。
  8. 前記セルアレイ領域のソース/ドレイン領域の形成のための不純物イオンの注入工程は、前記ゲートパターンの形成に使われたフォトレジストパターンを除去してから行なうことを特徴とする請求項6に記載の不揮発性メモリ装置の製造方法。
  9. 前記第1酸化膜は、100〜1000オングストロームの厚さに形成することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の不揮発性メモリ装置の製造方法。
  10. 前記LDDイオン注入層を形成する工程において、前記第2導電形の低濃度不純物イオンは、前記不純物イオンが前記第1酸化膜を通過しない程度のエネルギで注入されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の不揮発性メモリ装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003023114A (ja) * 2001-07-05 2003-01-24 Fujitsu Ltd 半導体集積回路装置およびその製造方法
WO2004084314A1 (ja) * 2003-03-19 2004-09-30 Fujitsu Limited 半導体装置とその製造方法
DE102004006484A1 (de) * 2004-02-10 2005-08-25 Infineon Technologies Ag Integrierte Schaltungsanordnungen mit ESD-festem Kondensator und Herstellungsverfahren
KR100631943B1 (ko) * 2004-04-22 2006-10-04 주식회사 하이닉스반도체 비휘발성 메모리 소자의 제조방법
KR100628642B1 (ko) * 2004-12-31 2006-09-26 동부일렉트로닉스 주식회사 고전압 모스 트랜지스터 및 고전압 모스 트랜지스터의형성방법
US8391081B2 (en) * 2008-01-04 2013-03-05 Centre National De La Recherche Scientifique Double-gate floating-body memory device
JP2009295621A (ja) * 2008-06-02 2009-12-17 Panasonic Corp 半導体装置及びその製造方法
US8304306B2 (en) * 2011-03-28 2012-11-06 International Business Machines Corporation Fabrication of devices having different interfacial oxide thickness via lateral oxidation
US8741704B2 (en) 2012-03-08 2014-06-03 International Business Machines Corporation Metal oxide semiconductor (MOS) device with locally thickened gate oxide
CN112885830B (zh) * 2019-11-29 2023-05-26 芯恩(青岛)集成电路有限公司 堆叠神经元器件结构及其制作方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4635347A (en) * 1985-03-29 1987-01-13 Advanced Micro Devices, Inc. Method of fabricating titanium silicide gate electrodes and interconnections
US4775642A (en) * 1987-02-02 1988-10-04 Motorola, Inc. Modified source/drain implants in a double-poly non-volatile memory process
US4997781A (en) 1987-11-24 1991-03-05 Texas Instruments Incorporated Method of making planarized EPROM array
US5082794A (en) * 1989-02-13 1992-01-21 Motorola, Inc. Method of fabricating mos transistors using selective polysilicon deposition
JPH04116869A (ja) 1990-09-06 1992-04-17 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子およびその製造方法
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DE69322928T2 (de) * 1992-10-27 1999-07-29 Nec Corp., Tokio/Tokyo Verfahren zur Herstellung eines nicht-flüchtigen Halbleiter-Speicherbauteils
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